.论 著.
IVIM-DWI
对前列腺癌诊断价值研究
刘书林，方向军#
（南华大学附属第二医院医学影像科，湖南衡阳421001）
［摘要］目的探讨扩散加权成像（DWI ）、体素内不相干运动扩散加权成像（IVIM-DWI ）相关参数在前列腺不同组织中
的差异，评估各参数鉴别诊断前列腺良、恶性病变的效能，探讨IVIM-DW I 各参数对前列腺癌恶性程度的预测价值％方法收集
2016年1月至2017年1月该院收治的62例就诊原因均为尿急、尿不尽、尿频或血尿FG ［临床资料，另收集16例健康志'者的 相关资料，均行磁共振成像检查；在磁共振成像检查后1个月内—得病理检查结果％ 62 OFG 中前列腺癌27例，前列腺增生35
例%对比分析不同前列腺组织表观扩散系数（ADC ）、真实扩散系数（D ）、灌注分数（f ）、灌注相关扩散系数（D * ）等；采用受试者工 作特征曲线的曲线下面积评估DWI ? IVIM-DW I 的诊断价值；采用Spearman 秩相关检验评估前列腺癌FG Gleason 评分与
IVIM-DWI 各参数的相关性％结果前列腺癌FG ADC 、D 、f 值均明显低于正常前列腺外周带与中央腺体、前列腺增生FG，差 异均有统计学意义（P <0.05）% D 值鉴别前列腺良、恶性病变的受试G 工作特征曲线的曲线下面积最大（0. 954） ；D 值与前列腺
癌FG Gleason 评分呈明显负相关（r = —0.741 ,P = 0.001）%结论 在鉴别诊断前列腺良、恶性方面ADC 、f 、D 、D *值均具有一 定作用，其中诊断效能相对最高G 为D 值，有助于评估前列腺癌恶性程度%
* 基金项目：南华大学研究生科研创新项目（2016XCX45） $
作者简介：刘书林（1989—），硕士研究生，住院医师，主要从事前列腺癌MRI 功能成像研究。
# 通信作者,E-mail :fangxiangjun118
@163. com 。
［关键词］前列腺癌；前列腺增生；磁共振成像；单指数模型；体素内不相干运动扩散加权成像；诊断效能
DOI ：10. 3969/j. issn. 1009-5519. 2021. 08 008
中图法分类号：R445. 2 ；R737. 25
文章编号：1009-5519（2021）08-1283-05 文献标识码:A
Study on value of intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging for diagnosing prostate cancer *
LIU Shulin ，FANG Xiangjun A
(D:partm:ntofImaging !S:condA f iliat:d Hospital of Univ:rsity of South China !H:ngyang !Hunan 421001!China )[Abstract ] Objective To explore the differences of DWI and IVIM-DWI related parameters in different prostate tissues,to e-valuaAeAhee f iciencyofeachparameAerinAhedi f erenAialdiagnosisofbenignand malignanAprosAaAediasandAoinvesigaAeAhe predictive value of IVIM-DWI parameters for the malignant degree of prostate cancer(PCa). Methods The data of 62 patients with thevisitingreasonssuchasurgenturinationincompleteurinationfrequentu
rinationorhematuriainthishospitalfromJanuary2016
toJanuary2017wereco l ected.Therelateddataof16healthyvolunteerswereco l ected.TheMRIexaminationwasperformedina l subjects ；the pathological examination results obtained within 1 month after MRI examination. Among 62 cas ,27 cas were PCa
and35EaswereprostatiEhyperplasia.Theapparentdi f usionEoe f iEient (ADC ) truedi f usionEoe f iEient (D )!perfusionfraEtion
(f ) andperfusion-relateddi f usionEoe f iEient (D *) wereEomparedbetweendi f erentprostatiEtissues ；theareaunderthereEeiver operatingEharaEteristiE (ROC ) EurvewasadoptedtoevaluatethediagnostiEvaluesofDWIandIVIM-DWI ；theSpearmanrankEor- relation test was ud to evaluate the correlation between the Gleason score of PCa and the parameters of IVIM-DWI. Results The
valuesofADC !DandfvalueinAhepaAienAswihPCawerelowerAhanAhoinAheprosAaicperipheralzonecenAralglandandAhe
patients with prostatic hyperplasia,and the differences were statistically significant(P <0. 05). A
UC of D value for identifying be nign and malignant prostate lesions was maximal(0. 954) ；the D value showed the significantly negative correlation with the Gleason score (r = —0.741 P =0.001).Conclusion Inthedi f erentialdiagnosisofbenignand malignantprostatethevaluesofADC f !D
歌剧院and D * a l play a certain role and the D value is the relatively highest diagnostic e f iciency and helps to evaluate the malignant de- greeofPCa.
[Key words ] Prostatic cancer ； Prostatic hyperplasia ； Magnetic resonance imaging ； Monoexponential model ；
Intravoxelincoherentmotiondi f usion-weightedimaging ； Diagnostice f iciency
在社会生活方式改变背景下前列腺癌（PCa ）不管 在发病率方面，还是在病死率方面均不断攀升（1）。对
PCa 患者生活质量的改善与寿命的延长，其检出率与 诊断准确率的提升均发挥着重要作用。扩散加权成 像（DWI ）可体现活体组织内单纯水分子扩散受限状 况，且具备无创性；所得表观扩散系数（ADC ）可定量
分析扩散受限状况。通过体素内不相干运动扩散加
权成像（IVIM-DWI ）检查可无创地对人类机体组织中 单纯水分子的客观扩散与假性扩散状况进行有效区
分，由此获知组织灌注信息。本研究分析了 DWI 与 IVIM-DWI 各参数鉴别诊断PCa 的价值，现报道 如下$
1资料与方法
1.1资料
1.1.1一般资料收集2016年1月至2017年1月本院收治的62例就诊原因均为尿急、尿不尽、尿频或血尿患者的临床资料，另收集16例健康志愿者的相关资料，均行磁共振成像（MRI）检查$62例患者年龄47〜89岁，其中PCa27例（PCa组），前列腺增生（BPH）35例（BPH组），均具备病理检查资料$采用Gleason评分（切将27例PCa患者分为低危组（<6分,9例）、中危组（6〜<7分，13例）和高危组（（〜8分，5例）$16例健康志愿者年龄21〜43岁，前列腺特异抗原检查无异常（0〜4ng/mL），外周带（PZ）与中央腺体（CG）均正常，设为PZ组（”=16）与CG组n=16）$
1.1.2纳入标准（1）未在MRI检查禁忌范围内；（2）在进行MRI检查后1个月内获得病理检查结果+（
3）MRI图像与《前列腺影像报告与数据系统指南》（第2版），即PQRADS V2评分诊断条件相符（）$（3）健康志愿者未见泌尿系相关临床表现，直肠指检及前列腺特异抗原检查无异常，前列腺大小为4cm （横径）X2cm（前后径）X3cm（垂直径），MRI检查显示各序列信号无明显异常表现$
1.1.3排除标准（1）未进行MRI检查时已接受相关治疗，包括手术，放、化疗，药物干预等；（2）存在PCa灶融合周边组织现象$
1.2方法
1.2.1检查方法检查前4〜6h禁食、禁饮，以胃肠道排空，最大限度地降低肠道积气、积液量，必要时于检查前1d行灌肠处理或服用适量缓泻剂；使膀胱保持适度充盈状态。仪器为Signa HDx3.0T磁共振仪（GE公司），选择8通道体部相控阵线圈$研究对象取仰卧位，扫描范围包括前列腺及双侧精囊腺$主要序列参数!1）在DWI检查中横断位（b值设定为0、1500s/mm2），应用呼吸触发的单次激发平面回波成像，重复时间、回波时间分别为5250.0,74.3ms，视野、矩阵分别为30cmX30cm A96X130，层厚、层距分别为4、1mm，激励次数为8$（2）在IVIM-DWI检查中横断位（b值设定为0、50、100、200、400、600、800.1000,1500,2000,3000、4000s/mm2），所选序
为单发平面#重复、
别为4500.0,107.0ms，视野、矩阵分别为30cmX 30cm、96X128，层厚、层距分别为4、1kk，激励次数依次为1、1、1、2、2、4、6、8、8、10、10、12$
1.2.2检查结果判定诊断标准源自PQRADS V2⑷，负责MRI各序列图像阅片工作的是放射科2名经验丰富的主治医师，意见存在分歧时经两人商量后确定最终诊断结果；绘制感兴趣区（ROI），避开囊变、正常尿道、出血、坏死等；借助ADW4.6后处理工作站完成数据后处理工作，由此得到ADC图、真实扩散系数（D）图、灌注相关扩散系数（D"）图、灌注分数（f）图及相应数值$所有参数值均在上下3个层面开展测量，将均值作为终值$
1.3统计学处理应用SPSS19.0统计软件进行数据分析，计量资料以O+s表示，计数资料以率或构成比表示，米用t检验、单因素方差分析、！2检验等；米用受试者工作特征曲线的曲线下面积（AUC）评估DWI与IVIM-DWI的诊断价值；采用Spearman秩相关检验评估PCa患者Gleason评分与IVIM-DWI各参数的相关性$P<0.05表示差异有统计学意义$
2结果
2.1不同前列腺组织DWI.IVIM-DWI各项指标比较PCa组患者ADC、D、f值均明显低于PZ、CG、BPH组，D"值均明显高于PZ、CG、BPH组，差异均有统计学意义（P<005）$见表1$
2.2DWI J VIM-DWI各项指标鉴别前列腺良、恶性病变的诊断效能比较D值鉴别前列腺良、恶性病变的AUC最大。见表2$
表1不同前列腺组织DWI J VIM-DW I各项指标比较（O±s）
指标PZ组(n=16)CG n=16'BPH n=35'PCa n=27'F P ADC(X103mm2/s) 1.222+0.098 1.025+0.044 1.181+0.1860.779+0.16245.2550.001 D(X103mm2/s)0.661+0.0470.537+0.0150.581+0.0540.382+0.08085.0650.001 D"(X10Z3mm2/s' 4.21+2.88 3.54+1.05 3.37+0.58 5.22+2.45 5.5840.001
f(%)65.6+7.754.8+5.962.9+7.642.3+11.835.4590.001恶性病变的诊断效能比较
表2DWI J VIM-DWI各项指标鉴别前列腺良、
指标AUC 最佳
界值
灵敏度
&%）
戏剧戏曲
度
&%)
度
&%)
ADC(X10
Z3mm2/s)0.9390.89981.591.487.1 D(X10Z3mm2/s)0.9540.4485.294.390.3
D"(X10Z3mm2/s)
0.737 3.7866.782.975.8
f(%)0.92658.292.680.085.52.3IVIM-DW I各项指标与PCa患者Gleason评分的相关性低危组患者D值明显高于中、高危组，差均有计学意义（P<0.05）；、高危患者D值比较，差异无统计学意义（P>0.05）；各组患者D"、f 值比较，差异均无统计学意义（P>0.05）$见表3$D 值与PCa患者Gleason评分呈明显负相关（r=—0.741,P=0.001）,D"、f值与PCa患者Gleason 评分无关（P>0.05）$见表4$
2.4典型病例
2.4.1病例1BPH患者，66岁$前列腺大小 2.4.2病例2PCa患者，68岁$前列腺大小69mm X51mm X44mm$DWI A IVIM-DWI检查结50mm X37mm X39mm$DWI A IVIM-DWI检查结果见图1$果见图2$
A.STIR图像，CG和PZ间可观察到低信号假包膜,CG增大,PZ受压,PZ显示高信号，左侧PZ显示出一略高信号结节影，周边显示低信号假包膜；
B.DWI,PZ无异常高信号表现，CG左份显示不规则条片样略高信号影；
C.ADC图，其内未见明确异常信号减低区，相应ROI的ADC 值为1.19X10—3mm2/s；D、E、F分别为D图、D*图、f图，相应ROI的值分别为0.558X10—3mm2/s、2.88X10—3mm2/s、0.676$
图1BPH患者DWIJVIM-DW I检查结果
A.STIR图像，CG左份显示一不规则低信号结节，；
B.DW I图像，CG左份显示1个显著高信号结节；
C.ADC图，CG显示一不规则低信号结节，对应ROI的ADC值为0.747X10—3mm2/s；D、E、F.分别为D图、D*图、f图，对应的ROI值分别为0.346X10—3mm2/s.306X 10—3mm2/s0.353$
图2PCa患者DWIJVIM-DW I检查结果
表3不同Gleason评分患者IVIM-DWI各项指标比较
指标危n=9'危n=13'
高危组&=5)F P
D(b103mm2/s)0.443+0.0570.366+0.0790.314+0.028 6.8680.004
D*(X103mm2/s) 5.54+2.42 5.30+2.44 4.39+2.890.3510.708 f(%'45.9+12.1
41.9+11.636.7+11.7 1.0030.382
表4IVIM-DWI各项指标与PCa患者Gleason
评分的相关性
指标r P
D(X10Z3mm2/s'Z0.7410.001
D*(X10Z3mm2/s'Z0.1460.469
f(%'Z0.293
0.138
3讨论
目前，MRI已被公认为前列腺影像学检查的最佳手段，尤其是IVIM-DWI等新技术的运用，可在影像学方面为PCa的早期诊断与定量分析提供更加精准的依据$DWI信号高低负向相关于ADC值，即对于扩散慢的组织，DWI显示高信号，ADC则较低，对于扩散快的组织，前者显示低信号，后者则较高$IVIM- DWI拟合公式为S(b)/S(0)=(1—f)exp(—bD)+fexp ［—b(D*+D))$S(b)、S(0)依次表示相应b值组织中水分子信号水平、b值等于0时水分子信号水平。D、D*各自体现的为单纯水分子的客观扩散状况、组织微循环形成的假性扩散+值体现的为组织微循环灌注在整体扩散效应中的容积占比，范围为0〜1$
3.1DWI与IVIM-DWI相关指标在鉴别前列腺组织方面的应用本研究结果显示，与BPH组比较，PCa组患者D、ADC值均偏低，差异均有统计学意义(P<0.05)。与以往研究结果相符卩6)$PCa细胞呈高速增殖，细胞密度较大，细胞外间隙大幅下降，同时，正常前列腺细胞被癌细胞破坏，正常细胞分泌功能受影响，导致PCa患者D、ADC值明显降低$本研究同时发现，与BPH组比较，PCa组患者f值偏低，差异有统计学意义(P<0.05)$诸多研究也证实了此结果(78］。但国内外一些研究表明，PCa患者f值与BPH患者比较，差异无统计学意义(P>0.05)［9-10］$冷晓明等(11)研究表明，PCa患者f值明显高于BPH 患者，差异有统计学意义(P<0.05)，该研究发现，b 值影响f值，若前者较低，后者在诊断PCa和BPH方面表现出显著不同；若前者较高，后者在诊断PCa和BPH方面未表现出显著不同$SHINMOTO等「⑵采用10个b值，含小b值的量为8个，即b值在200s/ mm2以下者为8个，结果显示，前列腺良、恶性病变患者f值比较，差异无统计学意义(P>0.05)$在IVIM-DWI检有6b值大于等于800s/ mm2，可此值鉴诊PCa和BPH方面体现
显著不同$PCa属富血供肿瘤，其可生成血管内皮生长因子，但未发育出成熟的癌组织血管壁，血管壁通
透性增加，导致癌组织灌注明显增加，相应f值高于BPH患者。而本研究结果显示，PCa组患者f值低于BPH组$原因可能在于：(1)f值以微循环血流转运速率为主，除可体现微循环血流灌注分数外，还可提供腺体生成与腺管中液体的流动状况［12］;(2)人类机体组织细胞存在复杂的环境特征，各类屏障
可能会干扰水分子自由扩散；此外，当b值较高时经典布朗运动则可能对其不再完全适用［5］。通过D*、f值2项指标可掌握组织一定的灌注信息。多数学者提出，D*值存在明显变异性，缺乏良好稳定性，在鉴别诊断前列腺良、恶性病变方面缺乏统计学价值(912)$原因可能在于：其除内含组织的客观灌注效应外，同时与前列腺腺体生成与腺管中液体流动等相关$
3.2DWI与IVIM-DWI各项指标对PCa的诊断作用本研究结果显示，D值相比ADC值具有更高的诊断效能$与部分研究结果相似［1314］$IVIM-DWI 能区分人体单纯水分子的扩散及微循环灌注信息，其D值体现散状况方面更有性$ 3.3IVIM-DWI与PCa患者Gleason
的关性外多表，PCa患者D值与其Gleason评分呈显著负相关(1516)$本研究也得到果$Gleason高表示，恶性程度越高，癌细胞密度越大，细胞外间隙越窄，癌组织侵袭性越强，对正常腺体分泌功能影响越大，从而散显，D值$此得HERMINGHAUS等［17］的认可$本研究结果还显示，低危组患者D值明显高于中、高危组，差异均有统计学意义(P<0.05)$与诸多研究结果相符(10,5,819)$但本研究结果显示，中、高危组患者D 值比较，差异无统计学意义(P>0.05)$VALERIO 等(10)和ZHANG等(15)研究也得到相同结果$原因可能在于：本研究仅涉及较少的高危组病例数，所得结果具有偏倚风险$本研究结果显示，不同Gleason评分患者D*、f值比较，差异均无统计学意义(P>
0.05)$与诸多研究结果类似［10'1516］$原因可能为:
斗转星移的意思
(1)在腺管中液体流动、腺体分泌等因素影响下这2
项指标均无法客观体现组织灌注信息+2)本研究仅
涉及较少的样本量,Gleason评分以中危组为主，具有偏倚风险；(3)b值的选择对IVIM-DWI指标的效能可能一$
3.4本研究尚待完善之处(1)仅纳入了较少的
高度近视的危害PCa病例数,Gleason评分较为集中；(2)未分析前列腺炎性病变，尚有待于进一步深入研究$
总之,DWI与IVIM-DW I相关指标(包括ADC、f、D、D"值)在鉴别诊断PCa和BPH方面发挥着一定作用，其中更具诊断价值者为D值$IVIM-DWI检查中D值在PCa恶性程度评估方面具有一定作用。
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